埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置及测试方法与流程

埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置及测试方法
【技术领域】
[0001]
本发明涉及金属管道腐蚀测试技术领域，尤其涉及一种埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置及测试方法。


背景技术：

[0002]
由于高压输电线路、城市轨道交通、埋地输送管道等基础设施的不断建设，高压输电线路、电气化铁路与埋地金属管道并行、交叉的现象更加普遍，对管道造成严重的交直流干扰。埋地管道在干扰作用下管道的涂层破损处有电流流入/流出，导致埋地管道遭受腐蚀、防腐层剥离等风险增加。由于阴极保护技术经济有效，被广泛应用于防止埋地金属管道腐蚀方面，极化电位是检测和评估阴极保护效果的重要指标。因此，准确测量埋地金属管道的阴极保护极化电位、交流电流密度、直流电流密度、腐蚀速率等参数对埋地管道腐蚀风险的判断具有非常重要的意义。
[0003]
nace tm 0497指出：“如果有杂散电流、或牺牲阳极与管道直接相连、或存在外部强制电流设备并且不能被中断的情况，不得不采用探头来测量管道的真实电位”。但阴极保护测试探头仅能测试管道极化电位，无法获得腐蚀速率。如需检测埋地管道腐蚀速率需要在确定好的测试桩位置分别开挖探坑，进行腐蚀检查片的埋设，而用于腐蚀速率测试的腐蚀检查片的现场安装与取样涉及多次开挖，且开挖量大，城镇区域施工困难。此外，参比电极需要在地下长时间埋设，由于电解液渗透、微渗端堵塞等原因，经常产生失效现象，而探坑一旦回填后参比电极的维护变得十分困难，一旦失效，只能弃用，资源浪费严重。可见，利用试片同时监测管道遭受交直流干扰状况、腐蚀情况以及埋地长效参比电极的维护尤为重要。
[0004]
因此，有必要研究埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置及测试方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

[0005]
为了解决上述难题，需要开发专用的测试工具，埋地管道腐蚀参数测试探头分体式结构是对埋地腐蚀检查片的进一步发展，将可拆装的多功能腐蚀参数测试单元和可维护的参比电极共同设置在同一安装通路腔体中，通过合理的结构设计，使多功能腐蚀参数测试单元与长效参比电极埋设后能准确测量管道交直流干扰参数及腐蚀状况，且腐蚀参数测试单元与长效参比电极方便更换或维护，大大降低了施工难度。
[0006]
一方面，本发明提供一种埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置，所述装置包括：
[0007]
安装通路腔体，所述安装通路腔体为内部中空的腔体；
[0008]
腐蚀参数测试单元，所述腐蚀参数测试单元设置在安装通路腔体内，所述腐蚀参数测试单元包括绝缘壳体、待测试片、试片底座和测试试片电缆，所述待测试片设置在试片底座内，所述试片底座与绝缘壳体可拆卸连接，所述测试试片电缆一端与待测试片电连接，
另一端连接外部环境；
[0009]
长效参比电极，所述长效参比电极可拆卸设置在安装通路腔体内，
[0010]
所述腐蚀参数测试单元与长效参比电极相互独立。
[0011]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述待测试片过盈密封安装在试片底座中，所述试片底座外部为绝缘材料，内部设有第一金属导电件，所述第一金属导电件一端连接待测试片，另一端连通测试试片电缆，所述试片底座与绝缘壳体的机械连接方式包括但不限于螺纹连接和卡扣连接。
[0012]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述绝缘壳体内部设有与试片底座机械配合的第二金属导电件，所述测试试片电缆穿设于绝缘壳体内，所述测试试片电缆一端通过第二金属导电件连接第一金属导电件，另一端连接外部环境。
[0013]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述腐蚀参数测试单元仅有待测试片的一个金属面暴露，其他表面均绝缘密封，所述待测试片的形状为圆形或圆柱形，暴露的金属面面积根据被测管道的防腐层绝缘性能确定，暴露的金属面面积包括但不限于1cm2、6.5cm2、10cm2和20cm2。
[0014]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述长效参比电极包括参比电极、支撑手柄和参比电极电缆，所述支撑手柄内部设有第三金属导电件，所述参比电极的金属端子与第三金属导电件电连接，所述参比电极的金属端子与支撑手柄机械连接，所述参比电极电缆穿设于支撑手柄内部，且所述参比电极电缆的一端与第三金属导电件电连接，另一端从支撑手柄伸出与外部环境连接。
[0015]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述腐蚀参数测试单元用于自然腐蚀电位、阴极保护通电电位、阴极保护极化电位、交流干扰电压、试片断电电位、交流电流密度、直流电流密度及腐蚀速率参数测试。
[0016]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述安装通路腔体顶端设置有密封盖，内部中空的腔体及密封盖均由绝缘材料制作，所述绝缘材料包括但不限于聚氯乙烯和聚四氟乙烯。
[0017]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种埋地金属管道腐蚀参数测试方法，所述方法包括以下步骤：
[0018]
s1：根据待测试的金属管道材质、表面涂层类型及状况，确定测试试片材质、面积和数量；
[0019]
s2：提供包括安装通路腔体、腐蚀参数测试单元及长效参比电极的测试探头分体式装置，测试试片电缆和参比电极电缆均与外界电连接，埋设时，安装通路腔体顶端高出地面5-10厘米；
[0020]
s3：将腐蚀参数测试单元设置在与待测埋地金属管道相同的环境下；
[0021]
s4：进行腐蚀参数测试；
[0022]
s5：对腐蚀参数测试单元进行拆装，同时对长效参比电极方便进行维护或更换。
[0023]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s4 具体为：
[0024]
将测试试片电缆通过测试桩与管道电连接，通过测量可得到测试试片的自然腐蚀
也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0039]
本发明提供了一种埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置及测试方法，旨在克服阴极保护测试探头无法获得腐蚀速率、腐蚀检查片及长效参比电极埋地后对其更换或维护困难等问题，提供了一种埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式结构及现场使用方法。通过腐蚀参数测试探头来获得埋地金属管道阴极保护状态、遭受交直流干扰情况以及腐蚀速率，从而判断埋地管道的阴极保护水平、交直流干扰程度及腐蚀风险。
[0040]
如图1和图2所示，本发明的埋地管道腐蚀参数测试探头分体式装置包括密封盖1，安装通路腔体2，绝缘壳体3，试片底座4，测试试片5，测试试片电缆6，参比电极电缆7，支撑手柄8，参比电极9。安装通路腔体内部中空且顶端带有密封盖；安装通路腔体内部安装可拆装的多功能腐蚀参数测试单元及可维护的长效参比电极，所述安装通路腔体及密封盖由绝缘材料制作，例如聚氯乙烯(pvc)或聚四氟乙烯(ptfe)，通过过盈密封方式将测试试片5安装在试片底座4中，再通过诸如螺纹连接的机械连接方式与绝缘壳体3连接，测试试片电缆通过焊接与绝缘壳体内部金属内螺纹电连接，测试试片只暴露一个金属面，其他表面及电缆连接处进行绝缘密封和防腐处理，所述测试试片采用与所测金属构件相同的材料；与测试试样电连接的电缆6穿过绝缘壳体，在安装通路腔体内与参比电极电缆汇合后由安装通路腔体侧面开口伸出；参比电极 8通过机械连接方式与支撑手柄连接，在连接部位做好绝缘密封处理，参比电极电缆7通过焊接与支撑手柄内部金属内螺纹电连接在安装通路腔体内与测试试片电缆汇合后由安装通路腔体侧面开口伸出，安装完成后利用绝缘胶带缠结等方式保证电缆穿出部位的密封性。电缆6、7伸出安装通路腔体2后，与测试桩相连。
[0041]
所述测试试片的形状、暴露面积等根据待测管道防腐层绝缘状况和测试项目确定。
[0042]
将根据本发明的埋地管道腐蚀参数测试探头分体式结构埋设在待测埋地金属管道附近，并将电缆6、7分别连接到测试桩对应的接线端上，将测试试片电缆6与待测埋地管道通过测试桩电连接。现场检测人员可以利用电位和电流测量仪器对埋地管道腐蚀参数测试探头进行相关测试。将电位测量仪表连接测试试片电缆6和参比电极电缆7可测得阴极保护通电电位，通过瞬间断电法可测得阴极保护极化电位；将电流测量仪表串接在测试试片电缆6和埋地管道电缆之间，可测得流入测试试片5的交流电流与直流电流，根据测试试片面积进一步得到流经试片的交流电流密度和直流电流密度，将埋地管道腐蚀参数测试探头埋设在远离管道与阳极的土壤中；测试试片不与待测埋地管道电连接，可测得试片自然腐蚀电位；可定期将测试试片从安装通路腔体中取出，进行腐蚀产物、腐蚀速率等相关测试；
[0043]
由上述测量结果可以对埋地金属管道的阴极保护水平、交直流干扰程度及腐蚀风险作出判断。
[0044]
示例：
[0045]
(1)采用pvc制作了圆柱形安装通路腔体，腔体总尺寸为ф13
×
160cm，密封盖总尺寸为ф13.2
×
3cm；
[0046]
(2)采用线切割加工尺寸为ф11.3
×
50mm的圆柱形试片，试片材质与待测埋地管道材质相同；
[0047]
(3)采用过盈密封方式将圆柱形试片安装在试片底座中，圆柱形试片的一个1cm2底面充当工作面，在另一个底面上焊接螺纹杆，与绝缘壳体中内螺纹机械连接；
[0048]
(4)与试片电连接的电缆穿过绝缘壳体与安装通路腔体与外界连接；
[0049]
(5)将长效铜/饱和硫酸铜参比电极通过机械连接方式与支撑手柄连接，与参比电极电连接的电缆穿过支撑手柄与安装通路腔体与外界连接；
[0050]
(6)现场安装时将可拆装的多功能腐蚀参数测试单元与可维护的长效参比电极设置在安装通路腔体内部，二者电缆线从安装腔体侧面开口处伸出，即得到埋地管道腐蚀参数测试探头分体式结构。
[0051]
在待测埋地金属管道周围设置多个上述埋地管道腐蚀参数测试探头分体式结构，就可以准确的测量待测金属管道阴极保护情况、交直流干扰情况及腐蚀速率。
[0052]
以上对本申请实施例所提供的一种埋地金属管道腐蚀参数测试探头分体式装置及测试方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
[0053]
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
[0054]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0055]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0056]
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。